本科生-计算机组成原理题库-期末试卷(11)及答案

本科生期末试卷十一

一．选择题（每小题1分，共10分）

1．目前大多数集成电路生产中，所采用的基本材料为______。

A.单晶硅 B.非晶硅 C.锑化钼 D.硫化镉

2. 用16位字长（其中一位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值范围是______。

A.0≤│N│≤1-2-（16+1） B.0≤│N│≤1-2-16

C.0≤│N│≤1-2-（16-1） D.0≤│N│≤1

3. 运算器虽有许多部件组成，但核心部件是______。

A.数据总线 B.算术逻辑运算单元 C.多路开关 D.累加寄存器

4. 某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按字编址，它的寻址范围是______。

A. 1M B. 4MB C. 4M D. 1MB

5. 常用的虚拟存贮系统由______两级存贮器组成，其中辅存是大容量的磁表面存贮器。

A.主存-辅存 B.快存-主存 C.快存-辅存 D.通用寄存器-主存

6. 单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用______。

A.堆栈寻址方式 B.立即寻址方式 C.隐含寻址方式 D.间接寻址方式

7. 为确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是______。

A.用程序计数器PC来产生后继微指令地址

B.用微程序计数器μPC来产生后继微指令地址

C.通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址

D.通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址

8. 描述PCI总线中基本概念不正确的句子是______。

A.PCI总线是一个与处理器无关的高速外围总线

B.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送

C.PCI设备一定是主设备

D.系统中只允许有一条PCI总线

9. 为了使设备相对独立，磁盘控制器的功能全部转移到设备中，主机与设备间采用______接口。

A.SCSI B.专用 C.ESDI D.RISC

10．I/O标准接口SCSI中，一块主适配器可以连接______台具有SCSI接口的设备。

A.6 B.7--15 C.8 D.10

二．填空题（每小题3分，共15分）

1．IEEE754标准，一个浮点数由A______、阶码E、尾数M三个域组成。其中阶码E的值等于指数的B______加上一个固定C______。

2． 相联存储器不按地址而是按A______访问的存储器，在cache中用来存放B______，在虚拟存储器中用来存放C______。

3． 显示适配器作为CRT和CPU的接口由A______存储器、B______控制器、C______三部分组成。

4． 根据地址格式不同，虚拟存贮器分为A______、B______和C______三种。

5．CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做A______，它常用若干个B______

来表示，而后者又包含有若干个C______。

三．（9分）证明： [x+y]移=[x]移+[y]补 （mod 2n+1）;

四．（10分）设有两个浮点数x=2Ex×Sx，y=2Ey×Sy，Ex=(-10)2,Sx=(+0.1001)2,Ey=(+10)2,Sy=(+0.1011)2。若尾数4位，数符1位，阶码2位，阶符1位，求x+y=？并写出运算步骤及结果。

五.（9分）机字长32位，常规设计的存储空间≤32M，若将存储空间扩展到256M，

请提出一种可能的方案

六．（9分）画出PCI总线结构框图，说明三种桥的功能。

七．（9分）

八.（10分）

已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为512×48（位），微程序可在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图所示：

←操作控制→ ←—————— 顺序控制 ————————→

(1) 微指令中的三个字段分别应多少位？

(2) 画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。

九.（10分）

利用SPARC指令系统写出下表左边部分指令的替代指令与实现方法（填入表中对应空白部分）

指令 功能 替代指令 实现方法

MOV 寄存器间传送数据

INC 寄存器内容加1

DEC 寄存器内容减1

NEG 取负数

NOT 取反码

CLR 清除寄存器 微命令字段 判别测试字段 下地址字段

本科生期末试卷十一答案

一． 选择题

1．A 2．C 3．B 4．A 5．A

6．C 7．C 8．C、D 9．A 10．B

二．填空题

1．A．符号位S B．真值e C． 偏移值

2．A．内容 B．行地址表 C．段表、页表和快表

3．A．刷新 B．显示 C．ROM BIOS

4．A．页式 B．段式 C．段页式

5．A．指令周期 B．机器周期 C．时钟周期

三、由移码定义有[x]移=2n + x 2n > x  -2n ,同时由补码的定义[y]补=2n+1+y

[x]移+[y]补=2n + x+2n+1+y

=2n+1+(2n+(x+y))

即 [x+y]移 = [x]移+[y]补 (mod 2n+1)

四、解：因为X+Y=2Ex×（Sx+Sy） （Ex=Ey），所以求X+Y要经过对阶、尾数求和及规格化等步骤。

（1） 对阶：

△J=Ex－EY=（-10）2－（+10）2=（-100）2 所以Ex

（2） 尾数求和： SX+SY

0． 0001（SX）

+ 0. 1011（SY）

0. 1100 (SX+SY)

结果为规格化数。所以：

X+Y=2（10）2×（SX+SY）=2（10）2（0.1100）2=（11.00）2

五．用多体交叉存取方案，即将主存分成8个相互独立、容量相同的模块M0，M1，M2…，M7，每个模块32M×32位。它们各自具备一套地址寄存器、数据缓冲器，各自以等同的方式与CPU传递信息，其组成如图

图B11.2

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六、解：PCI总线结构框图如下所示：

图B11.3

PCI总线有三种桥，即HOST / PCI桥（简称HOST桥），PCI / PCI桥，PCI / LAGACY桥。在PCI总线体系结构中，桥起着重要作用：

（1） 它连接两条总线，使总线间相互通信。

（2） 桥是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。

（3） 利用桥可以实现总线间的猝发式传送。

七、解：SCSI接口的特点有以下几方面：

①SCSI接口总线由八条数据线、一条奇偶校验线，9条控制线组成。

②总线时钟频率为5MHZ，其中异步传输率为2.5MB/S,同步传输数据传输率为5MB/S

③SCSI接口总线以菊花链的方式最多连接8台设备。

④每台SCSI设备都有自己的唯一的设备号ID0—ID7 。

⑤由于SCSI设备是智能设备，对SCSI总线以至主机屏蔽了实际外设的固有物理属性，各个SCSI设备之间可以用一套标准的命令来进行数据传送，也为设备的升级或系统的系列化提供了灵活的处理手段。

⑥各个设备之间是对等的关系，而不是从属。

2） 配置图如下：

八、解：（1）假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有4个转移条件，

故该字段为4位，（如采用字段译码只需3位），下地址字段为9位，因为控制容量为512图B11.4

单元，微命令字段是（ 48 – 4 - 9 ）= 35 位。

（2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图B11.5所示：其中微地址寄存器对应下地址字段，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令子段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器OP码，各状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），其输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。

图B11.5

九．解：

指令 功能 替代指令 实现方法

MOV 寄存器间传送数据 ADD(加法) Rs+R0Rd INC 寄存器内容加1 ADD(加法) 立即数imm13=1,作为操作数

DEC 寄存器内容减1 SUB(减法) 立即数imm13=-1,作为操作数

NEG 取负数 SUB(减法) R0-RsRd

NOT 取反码 XOR(异或) 立即数imm13=-1,作为操作数

CLR 清除寄存器 ADD(加法) R0+R0Rd

十、解：条件：

（1）在CPU中的中断屏蔽触发器IM必须是开放的。

(2）外设有中断请求时，中断请求触发器IR必须处于“1”状态，保持中断请求信号。

（3）外设接口中中断允许触发器EI必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。

（4）当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个机器周期响应中断。

流程图如下：